环境活动驱动的信息干涉

现实世界系统既受其复杂的内部相互作用影响，也受其噪声环境变化的影响。在这项工作中，我们通过评估两个相互作用的布朗粒子之间的互信息，研究了共享活性浴如何影响它们之间的统计依赖性。我们将互信息分解为三项：源自粒子间内部相互作用的信息；由共享浴诱导的信息，它编码了环境变化；以及描述信息干涉的一项，它量化了内部相互作用和环境的共同存在是掩盖（相消干涉）还是增强（相长干涉）信息。通过精确研究线性相互作用的情况，我们发现信息干涉的符号仅取决于内部耦合的符号。然而，当内部相互作用由非线性激活函数描述时，我们表明，根据活性环境的时间尺度、内部相互作用和环境耦合之间的相互作用，相长和相消干涉都会出现。最后，我们表明我们的结果可以推广到层级系统，其中与环境的不对称耦合模拟了活性浴仅对一个粒子部分可及的场景。这种设置使我们能够量化这种不对称性如何驱动信息干涉。我们的工作强调了复杂多尺度系统中的信息和功能关系如何从根本上受到环境背景的影响。